O3型正极表面层状-岩盐原子重构策略实现高能量长寿命钠离子电池

本文创新性地提出层状-岩盐原子重构策略，通过构建O3-NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2（NFM）正极表面异质结构，同步解决残余碱金属（Na+）、湿度敏感性问题，实现97.6%初始库伦效率、300次循环80.1%容量保持率及10 C倍率下78.9%性能保留，为钠电（SIBs）高能量密度与界面稳定性设计提供新范式。

　　

亮点

本研究突破性地在典型O3-NaNi_1/3Fe_1/3Mn_1/3O₂正极表面实现层状-岩盐（layered-to-rocksalt）原子重构，通过消除残余碱金属化合物并原位构建坚固的异质结构界面，一举攻克传统正极材料湿度敏感性、碱金属析出及结构退化三大难题。

结果与讨论

通过共沉淀法在NFM微球表面精准沉积镍锰前驱体，热处理后成功诱导表面发生原子级重构。X射线衍射（XRD）证实重构后的NFM@RS正极保持R$\bar{\text{3}}$m空间群结构（图S1a），岩盐相纳米域与层状基体形成互锁结构，有效抑制充放电过程中的各向异性晶格畸变。

结论

NFM@RS正极通过预构建的层状-岩盐异质保护层，实现三大突破：① 湿度接触体积变化率仅0.72%；② 阻断过渡金属（TM）溶出；③ 维持快速Na⁺扩散通道。该策略为开发兼具高能量密度（141.9 mAh g^?1@0.5C）与超高稳定性（300次循环容量保持率80.1%）的钠电正极开辟了新路径。